Compteur de temps entraîné à partir d'un arbre d'entrée à vitesse variable
La présente invention a pour objet un compteur de temps entraîné à partir d'un arbre d'entrée à vitesse variable.
Les accouplements à hystérésis constituent un moyen pour obtenir un couple de sortie constant. Un tel couple peut être avantageusement utilisé pour l'entraînement du mécanisme d'échappement d'une horloge ou d'un compteur de temps.
Etant donné la constance du couple que transmet un accouplement à hystérésis, on peut admettre que, si la charge a une valeur constante l'arbre de sortie sera entraîné à vitesse constante.
Il est connu d'utiliser un accouplement à hystérésis comprenant soit un frein à courants de Foucault soit un frein du type à hystérésis pour assurer une vitesse de sortie constante à partir d'un entraînement à vitesse variable. Dans le cas d'un frein à courants de Foucault.
on ne connaissait pas le réglage axial d'un tel frein pour compenser les variations dans le système. Par contre il est connu d'utiliser dans un frein à hystérésis un anneau de fer doux, mais on a constaté que dans ce cas l'effet des courants de Foucault est négligeable dans la gamme de vitesse désirée inférieure à 500 t/mn pour entraîner une horloge ou un compteur de temps en raison de la résistance du fer de sorte que l'effet de freinage est difficile à réaliser. Jusqu'à présent on a associé le frein à l'accouplement à hystérésis de sorte que les dimensions du frein dépendent des dimensions de l'accouplement
La présente invention propose d'utiliser un frein à courants de Foucault qui soit séparé de l'accouplement de sorte qu'il peut être dimensionné de façon indépendante.
De plus, ce frein est réglable axialement par rapport à l'arbre de sortie pour compenser des variations dans le système en vue de maintenir la vitesse de l'arbre de sortie inférieure à 500 t/mn pour actionner un compteur de temps directement avec le moins d'engrenages possible ou sans échappement.
Le compteur selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend un accouplement à hystérésis reliant cet arbre d'entrée à un arbre de sortie à vitesse constante, un aimant solidaire de l'arbre de sortie, une bague non rotative dont une partie est disposée dans le champ de l'aimant afin d'appliquer un couple de freinage à l'arbre de sortie en vue de maintenir la vitesse de celui-ci à une valeur constante, des moyens pour régler axialement la position de la bague par rapport à celle de l'aimant en vue de régler la valeur de ladite vitesse de l'arbre de sortie à une valeur inférieure à celle de l'arbre d'entrée, un compteur de temps étant entraîné par l'arbre à vitesse constante.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une coupe axiale d'une disposition connue;
la fig. 2 représente la forme d'exécution de l'appareil de transmission à vitesse constante;
la fig. 3 est un graphique de la vitesse d'entrée en fonction de la vitesse de sortie du dispositif;
la fig. 4 est un graphique montrant la caractéristique du couple en fonction de la vitesse de sortie du dispositif.
Dans la disposition représentée à la fig. 1, un arbre d'entrée 10 tourne dans un palier 12 et est accouplé à une de ses extrémités, à un mécanisme moteur quelconque à vitesse variable. Une cloche en acier trempé 14 est fixée à l'autre extrémité de l'arbre 10 et tourne avec celui-ci pour entraîner un aimant permanent 16 qui est fixé à une extrémité d'un arbre 18 tournant dans un palier de support 20. Les éléments 14 et 16 constituent ensemble un accouplement à hystérésis.
Le palier 20 présente un bossage fileté 22 sur lequel est fixée une bague de réglage 24 en aluminium ou en cuivre, ou un dispositif dans lequel peuvent prendre naissance des courants de Foucault. La bague 24 est réglable axialement par rapport à l'aimant et à la cloche en acier 14 afin de permettre de modifier le couple de freinage. Un contre-écrou 28 maintient la bague 24 dans sa position.
L'autre extrémité de l'arbre 18 porte une roue dentée 30 qui entraîne une roue dentée 32. La roue dentée 32 est accouplée directement au compteur de temps 34 qui ne comprend pas de mécanisme d'échappement.
Cette roue dentée 32 entraîne donc des engrenages pour indiquer le temps écoulé.
Dans le cas d'un accouplement normal à hystérésis, la vitesse de l'arbre 10 et la vitesse de l'arbre de sortie 18. ne portant pas de bague de réglage 24, varient ensemble. suivant la partie inclinée de la ligne 36, (fig. 3).
On a représenté en abscisses la vitesse de l'arbre 10 en t/mn et en ordonnées la vitesse en t/mn de l'arbre 18, la bague de réglage 24 étant donc supposée ne pas exister. A est la valeur de la plus faible vitesse de l'arbre 10 pour laquelle l'arbre 18 atteint la vitesse de sortie constante B.
La vitesse des deux arbres augmente donc jusqu'au moment où le couple de résistance devient sensiblement égal au couple d'entraînement. A ce moment, la vitesse de sortie demeure constante comme le montre la partie horizontale de la ligne 36. Ainsi on peut utiliser l'accouplement à hystérésis pour entraîner un compteur sans mécanisme d'échappement. Cependant. le point auquel la vitesse constante est atteinte sera en général beaucoup plus haut qu'on le désire.
Sur la fig. 4, on a porté en abscisses la vitesse en t/mn de l'arbre 18 et en ordonnées le couple résistant de cet arbre. C'est le point correspondant à 400t/mn de l'arbre 18. Quand on utilise une bague de réglage 24, les courants de Foucault induits dans cette bague par la rotation de l'aimant 16, développent un couple de freinage qui augmente proportionnellement à la vitesse de l'aimant 16, comme l'indique la ligne 40. Ce couple augmente jusqu'au moment où il atteint la valeur constante D indiquée par la ligne 42, valeur du couple d'entraînement. La résistance opposée par les roues dentées 30 et 32 et par le compteur de temps 34 continue à diminuer à mesure que l'arbre 18 prend de la vitesse et elle représente une fraction du couple de freinage total.
Si la valeur du couple d'entraînement de l'arbre 18 diminue, la vitesse de cet arbre tend à diminuer et, donc, la force de freinage due aux courants de Foucault diminue aussi de telle sorte que la vitesse de l'arbre reste constante à la valeur indiquée par la ligne 44. Le couple résultant qui tend à faire tourner l'arbre 18 prend ainsi une valeur constante, quand l'arbre 18 tourne à moins de 500t/mn comme il est indiqué par la ligne 44 en tirets. et la constance de la vitesse de l'arbre 18 est assurée pour une gamme étendue des vitesses de l'arbre d'entrée 10.
Si des variations se produisent dans le système, par exemple par vieillissement ou surchauffe des composants magnétiques, le couple d'entraînement de l'arbre central 18 peut tomber à la valeur E indiquée par la ligne 46 en tirets; le couple de freinage dû aux courants de Foucaudt diminue également comme représenté par la ligne en tirets 48, la vitesse de sortie de l'arbre 18 restant à la valeur constante (ligne 44). comme déjà indiqué plus haut.
La vitesse de l'arbre de sortie 18 étant constante, la période de rotation de cet arbre est connue et peut être fixée. On conçoit que le réglage de la bague 24 dans le sens axial détermine son couplage magnétique de manière à obtenir une période de rotation désirée. De la façon usuelle, on peut tracer un repère sur l'un des organes entraînés en rotation par l'arbre 18 et l'examiner sous un éclairement stroboscopique dont la période est connue. On agit sur la bague 24 jusqu'au moment où la période du repère coïncide avec celle de la lumière, ce qui permet de choisir la période désirée pour la fréquence de rotation constante. Une fois connue la période de rotation, le choix du rapport de transmission entre les roues dentées 30 et 32 permet d'entraîner le dispositif indicateur du temps 34 à la vitesse appropriée.
La fig. 2 montre une forme d'exécution du compteur de temps objet de l'invention dans lequel un arbre d'entrée 50 portant une cloche en acier 52, est accouplé de façon appropriée à un dispositif d'entrée à vitesse variable. Un aimant 54 fixé à une extrémité d'un arbre 56 est entraîné par la cloche en acier afin d'entraîner des roues dentées 58 et 60 et le dispositif indicateur de temps 62.
Un second aimant 64 est calé sur l'arbre 56 en un point intermédiaire de celui-ci et coopère avec une bague de réglage 66, par exemple en aluminium ou en cuivre comme la bague 24 de la fig. 1. Cette bague est mobile axialement afin de permettre de faire varier le couple de freinage et obtenir ainsi, pour l'arbre 56, une vitesse constante, malgré les variations de la vitesse d'entrée de l'arbre 50. Une cloche en acier 68 constitue une culasse pour le retour du flux de l'aimant.
Le principe de fonctionnement du compteur de temps de la fig. 2 est le même que celui de la fig. 1. Toutefois ce compteur offre des avantages du fait que les dimensions de la cloche 68 et de la bague de réglage 66 qui y est associée, ainsi que de l'aimant 64 peuvent être choisies indépendamment de celles de l'aimant 54 et de la cloche 52, ce qui permet d'obtenir le couple de freinage convenant le mieux.
En d'autres termes cet agencement permet d'obtenir un couple d'entrée et un couple de freinage indépendamment, sans être limité par les dimensions ou les caractéristiques mécaniques de leurs éléments constructifs.